Tiny Organs in Orbit

Tiny Organs in Orbit

februari 24, 2019 0 Door admin

CBD Olie kan helpen bij artrose. Lees hoe op MHBioShop.com


Huile de CBD peut aider avec l’arthrose. Visite HuileCBD.be


Hart op een chip. Krediet: Kevin Parker Flickr (CC BY 2.0)

Om iets van de waarde van onderzoek in de ruimte te begrijpen, kunnen we beginnen met te kijken naar wat we hebben geleerd door de ervaringen van astronauten in de afgelopen decennia te bestuderen. Binnen enkele weken na het verlaten van onze planeet vertonen hun lichamen tekenen die lijken op die die bij veroudering worden waargenomen; hun botten dun, spieren verslechteren en het immuunsysteem verzwakt. Verbazingwekkend genoeg vinden deze veranderingen extreem snel plaats en wanneer astronauten naar de aarde terugkeren, lijken ze zichzelf snel om te keren.

Deze ontdekking is fascinerend, maar we kunnen dieper graven om veel meer te leren over gezondheid en ziekte door gebruik te maken van microzwaartekracht, de unieke omgeving van het ISS waar de effecten van de zwaartekracht van de aarde zeer gering zijn. Door deze organen-op-chips te gebruiken, ook wel ‘weefselchips’ genoemd, kunnen we beginnen met onderzoek dat we nooit zouden kunnen uitvoeren op astronauten. Met deze chips kunnen we organen manipuleren in extreme omgevingen met zeer weinig zwaartekracht en hoge straling.

Simpel gezegd, we staan ​​aan de vooravond van een spannend nieuw hoofdstuk over het begrijpen van gezondheid, ziekte en veroudering.

Om echter te begrijpen waarom ruimte zo’n krachtige omgeving is voor onderzoek, kunnen we niet alleen kijken naar wat we weten over gezondheid, maar ook hoe we deze ontdekkingen hebben gedaan.

Tot op heden is onze ongelooflijke vooruitgang in het begrijpen van de ziekte meestal gedreven door het ontgrendelen van slechts de helft van de gezondheidsvergelijkingen. Ziekten worden meestal veroorzaakt door een 50-50 mix van onze genen en onze omgeving. Dat wil zeggen, je hebt misschien een vorm van een gen waardoor je een grotere kans maakt om een ​​bepaald type kanker of ziekte te ontwikkelen die door families wordt doorgegeven, maar dat is niet het hele verhaal. Onze omgevingen zijn even formatief in het bepalen van onze gezondheid.

We hebben het genetische deel van deze vergelijking voor een groot deel ontsloten door het werk van het Human Genome Project, de ambitieuze en succesvolle poging om het hele menselijke genoom in kaart te brengen. Dit project, waarvan ik deel uitmaakte bij de National Institutes of Health, veranderde ons begrip van de genetica en opende de deur om te leren hoe genen werken om ziekten te voorkomen of veroorzaken, door ze te manipuleren. In genetisch onderzoek kunnen we eenvoudig individuele genen verwijderen (wat wetenschappers ‘knock-out’ genen noemen) of er meer van toevoegen, om te zien wat er gebeurt en wat de rol van individuele genen bij ziekten is. Dit soort radicale manipulatie van genen in een laboratorium is essentieel gebleken om veel van de mysteries van de ziekte te ontrafelen.

Hoewel we genen drastisch kunnen veranderen, zijn we tot nu toe niet in staat geweest om omgevingsfactoren drastisch te manipuleren. Er is geen dramatische verandering van het milieu meer dan organen naar de ruimte sturen, waar ze zeer weinig zwaartekracht, intense straling en tal van andere extreme omstandigheden ervaren. Dit is het omgevingsequivalent van het omdraaien van de schakelaar op een gen.

Bloed-hersenbarrière op een chip. Credit: Vanderbilt University Flickr (CC BY 2.0).

Door deze ‘organs-on-chips’ naar de ruimte te verzenden, kunnen we ook de milieu-effecten van een breder scala aan mensen begrijpen – niet alleen astronauten, die zijn geselecteerd omdat ze fysieke exemplaren van topkwaliteit zijn.

Wat hopen we de komende jaren te leren van dit nieuwe hoofdstuk in onderzoek?

Een studie zal kijken naar hoe microzwaartekracht het immuunsysteem verzwakt en het vermogen van astronauten om infecties te bestrijden. In dit experiment zullen astronauten de effecten van microzwaartekracht op de immuunrespons van de longen en het beenmerg op bacteriële infecties testen. Met behulp van een gelieerd beenmerg op een chip hopen we beter te begrijpen hoe het beenmerg de immuunrespons coördineert, wat inzicht kan geven in hoe het immuunsysteem reageert op bacteriële infecties op aarde.

Een andere studie hoopt licht te werpen op de muur die bekend staat als de bloed-hersen barrière (BBB), die fungeert als een poort tussen onze hersenen en het bloed dat door ons lichaam circuleert. Deze defensieve barrière zorgt ervoor dat gifstoffen en ongewenste cellen onze hersenen niet bereiken, maar soms mislukken en bijdragen aan ziektes van kanker tot de ziekte van Alzheimer. Dit onderzoek zou kunnen leiden tot aardstudies die ons in staat stellen om deze ziekten beter te begrijpen – en tot mogelijke behandelingen die de BBB moeten passeren.

Nog een andere studie zal kijken naar de artrose en botverlies die optreedt in de ruimtevlucht, misschien leidend tot nieuwe medicijnen om deze verliezen bij niet-in een baan zijnde mensen te beheersen. En nog een andere zal kijken naar hoe ons immuunsysteem sneller veroudert in de ruimte en de mechanismen hierachter, om te begrijpen waarom ons immuunsysteem verandert naarmate we ouder worden.

Het onderzoek dat zich boven ons afspeelt, biedt samen potentieel om ons basisbegrip te vergroten over hoe ziekte ontstaat en kan de deur openen – net zoals onze vooruitgang in genetisch onderzoek – tot veelbelovende nieuwe behandelingen en genezingen op de weg.

Mensen hebben lang naar de hemel gekeken en gedroomd over wat erachter ligt. Tegenwoordig kijken wetenschappers naar diezelfde hemel in de hoop dat ze begrijpen wat ons op aarde scheelt.

De geuite meningen zijn die van de auteur (s) en zijn niet noodzakelijk die van Scientific American.

OVER DE AUTEURS)

Christopher P. Austin

    Christopher P. Austin, MD, is de directeur van het National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS) bij de National Institutes of Health (NIH) en een ontwikkelingsneurogeneticus. Hij is de contactpersoon voor NASA voor het Amerikaanse ministerie van Volksgezondheid en Human Services en de NIH.

    Lees Meer